Viele sehen die Zukunft unserer Energieversorgung in den erneuerbaren Energien – also Sonne, Wind, Wasser. Allerdings braucht man hierfür Speicher, welche die Energie für eine spätere Nutzung aufbewahren.
IWES und ContiTech reussieren
Eine derartige Speicherlösung haben Wissenschaftler des in Kassel ansässigen Fraunhofer-Instituts für Windenergie und Energiesystemtechnik (IWES) zusammen mit Technikern und Entwicklern von ContiTech im November 2016 im Bodensee getestet. ContiTech lieferte drucksichere Schläuche, die auch dem Wasserdruck in 100 Metern Tiefe auf dem Grund des Bodensees standhalten konnten. Sie dienten als Druckausgleichsleitung.
Strom vom Grund des Bodensees
Anfang November 2016 begann das Fraunhofer-Institut IWES aus Kassel mit den Tests des neuartigen Pumpspeicherkraftwerks. Dazu wurde die 20 Tonnen schwere Hohlkugel im Bodensee versenkt.
Die IWES-Wissenschaftler entwickelten den Prototypen eines Hohlkugelspeichers, der zur Erprobung im Bodensee versenkt und verankert wurde. Das Funktionsprinzip entspricht dem eines Pumpspeicherkraftwerks. Bei dem wird Wasser in ein höher gelegenes Reservoir gepumpt. Strom wird erzeugt, indem man das Wasser durch Leitungen bergab fliessen lässt und dabei durch Turbinen und Generatoren Strom erzeugt. Anschließend pumpt man das Wasser aus dem Auffangbecken wieder ins höher gelegene Reservoir. Zur Zeit sind Pumpspeicherkraftwerke die einzige Möglichkeit, elektrische Energie zu wirtschaftlich tragbaren Bedingungen zu speichern.
Bei ihrem Hohlkugel-Speicherkraftwerk nutzten die IWES-Wissenschaftler nicht einfach zwei Becken. Stattdessen fungiert der Hohlkugelspeicher am Seegrund als unteres Speicherbecken, während der Bodensee als oberes Becken dient.
Um Strom zu produzieren, öffnen Techniker ein Verschlussventil an der Hohlkugel. In die strömt nun Wasser, das eine eine Pumpturbine antreibt, die wiederum durch einen angeschlossenen Generator Strom erzeugt. Der fließt über Leitungen zum Festland. Überschüssiger Strom dient dazu, die Betonkugel wieder leerzupumpen. Die von ContiTech produzierten Druckausgleichsleitungen lassen Luft in die sich leerende Kugel nachströmen, sodass dort kein Unterdruck entstehen kann.
ContiTech achtete auf Sicherheit und Umweltverträglichkeit
In 100 Metern Tiefe herrschen rund 10 bar Wasserdruck. Um eine ausreichende Sicherheitsmarge zu haben, konzipierten die Entwickler einen Schlauch, der bis zu 30 bar Druck aushält. Eine Stahlwendel gibt ihm zusätzliche Festigkeit. Auch der Wasserqualität des Bodensees wurde Rechnung getragen, denn das große Binnengewässer versorgt etwa 4, 5 Millionen Menschen mit Trinkwasser. Die verwendeten Materialien entsprechen der Trinkwasserverordnung und den Richtlinien der US-amerikanischen Food and Drug Administration.
Am 9. November 2016 begann die eigentliche Testphase. Die hohle Betonkugel wurde bei Überlingen im Bodensee verankert. In den folgenden vier Wochen konnten die Fraunhofer-Wissenschaftler nachweisen, dass ihre Idee funktionierte. Als nächsten Schritt planen sie nun, eine wesentlich größere Anlage in küstennahen Gewässern auf dem Meeresgrund auf 700 Metern Tiefe zu platzieren.
Bildnachweis: © Fraunhofer IWES | Energiesystemtechnik
